Цього року на весняному фестивалі CCTV була представлена група роботів, одягнених у різнокольорові куртки з бавовняною підкладкою, які виконували танець Янге та крутили носовички. Їхні рухи були не лише плавними, але й інтерактивними, залишаючи глибоке враження на глядачів. Хоча багато хто дивувався витонченості алгоритмів штучного інтелекту, з точки зору інсайдера галузі, ми визнали революцію, що відбувається в іншому вимірі — матеріалах. «Скелети», які дозволяють цим роботам виконувати сальто назад і лонжерони, не розвалюючись, багато в чому завдячують надзвичайним можливостям спеціального конструкторського пластику.
Як видно на гала-сцені цьогорічного Весняного фестивалю, людиноподібні роботи переживають тиху трансформацію «втрати ваги та набору м’язів». Наше минуле уявлення про роботів часто включало важкі сталеві скелети, які рухалися повільно та становили загрозу безпеці. Однак сьогодні вага деяких роботів може бути зменшена до діапазону від 27 до 45 кг. Цей стрибок підкріплений проривом у легких матеріалах. Це прагнення не лише заради естетики; це критично важливе рішення для «занепокоєння діапазону», що перешкоджає індустріалізації гуманоїдних роботів. Дані показують, що на кожні 10% зменшення ваги робот може подорожувати приблизно на 15% далі на тому самому заряді акумулятора.
Рушаючи цю тенденцію, спеціальні інженерні пластмаси, такі як поліефіретеркетон (PEEK) і поліфеніленсульфід (PPS), які є основними продуктами в портфоліо нашої компанії, стають новими фаворитами в галузі.
Навіщо цим роботам така «пластика»?
ВізьмітьPEEK, якого часто прославляють як «Короля комплексної продуктивності», як приклад. Він поступово замінює метали як основний матеріал для роботизованих суглобів і скелетів. При еквівалентній міцності PEEK приблизно на 50% легший за алюміній і на 70% легший за сталь. Це дозволяє роботам скидати важкі ноші, рухатися спритніше та одночасно зменшувати навантаження та тепло, що виділяється двигунами суглобів. Дивлячись на дані про продуктивність, PEEK може похвалитися міцністю на розрив 100-115 МПа та стабільним модулем пружності при вигині близько 3,6 ГПа, що ставить його на найвищий рівень серед усіх термопластів. Він зберігає стабільність при високих навантаженнях і ударах, протистоїть постійній деформації. Його коефіцієнт тертя становить лише 0,1-0,2, що забезпечує відмінні самозмащувальні властивості. У поєднанні з високою зносостійкістю він ідеально підходить для виготовлення шарнірних шестерень і підшипників, які не потребують додаткового змащування. Що ще важливіше, PEEK має надзвичайно низький рівень поглинання вологи лише 0,05%. Це надає йому виняткову стабільність розмірів, забезпечуючи контроль допуску в межах ±0,01 мм навіть у середовищі з високою вологістю або високою температурою, гарантуючи точність рухів робота. Значне зменшення ваги та підвищення продуктивності гуманоїдного робота Tesla Optimus Gen 2 значною мірою пояснюється широким застосуванням подібних матеріальних рішень.
За межамиPEEK, PPS,відомий як «Король економічної ефективності», також досягає значних успіхів у робототехніці. Його властива високотемпературна стійкість з температурою плавлення близько 280°C і безперервною здатністю працювати вище 200°C є неоціненною. У поєднанні з його хімічною стійкістю та самозагасаючими вогнезахисними властивостями (UL-94V-0) він особливо підходить для виготовлення роботизованих каркасів, призначених для роботи в складних середовищах або як захисних компонентів біля батарейних блоків, забезпечуючи електробезпеку. PPS також має хімічну стійкість, поступається лише фторопласту, демонструючи сильну стійкість до бензину, масел і різних розчинників. Коефіцієнт поглинання вологи становить менше 0,05%, що забезпечує чудову стабільність розмірів навіть за високої температури та вологості.
Крім того,LCP (рідкокристалічний полімер), з чудовими діелектричними властивостями, використовується в корпусах антен роботів і компонентах високошвидкісної передачі сигналу. Це фактично забезпечує робота «далеким баченням 5G», забезпечуючи затримки нижче 10 мілісекунд. LCP має самозміцнюючу природу з високою міцністю та модулем, температурою прогину, що досягає 355°C, і стійкістю до занурення припою до 320°C. Він прозорий для мікрохвильового випромінювання, що призводить до надзвичайно низьких втрат при передачі сигналу.
Ці спеціальні інженерні пластики не тільки роблять роботів «легкими, як ластівка», але й усувають проблеми з витратами масового виробництва. Традиційна обробка металевих швів часто займає багато часу та матеріалів. Навпаки, такі матеріали, як PEEK, підтримують лиття під тиском для інтегрованого формування, що робить їх придатними для масштабного тиражування. Промислові оцінки свідчать про те, що вартість специфікації деталей, виготовлених литтям під тиском, для одного робота-гуманоїда становить близько 5000 юанів. Хоча це становить меншу частину загальних витрат на матеріал робота, ці частини визначають понад 50% ваги та робочих характеристик робота.
З точки зору промисловості, це більше, ніж просто матеріальна заміна; це означає ще одну перемогу «заміни сталі пластиком» у передовому виробництві. Як підприємство, яке глибоко займається торгівлею та розробкою застосування імпортної сировини для конструкційного пластику, те, що ми бачимо, виходить за межі кількох хвилин виступу на гала-сцені Весняного фестивалю. Ми бачимо на горизонті можливість створення промислового ланцюга в трильйони юанів. Завдяки вітчизняним компаніям, які здійснюють прорив у повному промисловому ланцюжку, від полімеризації PEEK до виробництва композитних матеріалів з вуглецевого волокна, а також завдяки активному плануванню виробниками, спеціальні інженерні пластики, які колись домінували іноземні постачальники, тепер вводять потужний інноваційний імпульс у гуманоїдних роботів «Зроблено в Китаї».
Від холодного металу до високоякісної спеціальної пластмаси, еволюція роботів-гуманоїдів є, по суті, історією інновацій у нових матеріалах.
Коли майбутні роботи увійдуть у тисячі домогосподарств, їхні легкі, але міцні «скелети» цілком можуть походити з кожної гранули матеріалу, який ми досліджуємо, розробляємо та просуваємо сьогодні.